Патент на изобретение №2390897
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО СИММЕТРИРОВАНИЯ ТОКОВ МНОГОФАЗНОЙ СИСТЕМЫ ПО ОДНОЙ ИЗ ФАЗ
(57) Реферат:
Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении быстродействия, повышении экономичности, упрощении реализации и расширении области применения. Способ заключается в генерации с помощью дополнительного источника мощности в каждую из оставшихся (n-1) фаз токов, предварительно сформированных таким образом, чтобы в каждой из симметрируемых (n-1) фаз основной n-фазной сети геометрическая сумма токов – генерируемого в симметрируемую фазу и тока ее нагрузки, была бы равна по модулю току, равному току в опорной фазе, а угол, образованный током последней и суммарным током симметрируемой фазы, следующей за опорной при прямом чередовании фаз, а также между суммарными токами соседних (n-1) симметрируемых фаз, был бы равен
Способ относится к электротехнике и может быть использован для симметрирования многофазных и однофазных нагрузок с изменяющимися во времени параметрами. Известен способ автоматического регулирования симметрии и уровня напряжения трехфазной системы (1), при реализации которого осуществляется измерение и регулировка токов обратной последовательности симметрируемой системы. Способ-аналог обладает недостатками, заключающимися в сложности его реализации, а также низком быстродействии, обусловленном поисковым методом перестройки параметров. Известен способ автоматического симметрирования напряжения на погружном асинхронном двигателе, реализованный в устройстве (2), посредством которого симметрируют напряжение на зажимах потребителя за счет регулирования сопротивления цепи питания отдельных фаз. Данный способ наиболее близок по технической сущности к заявленному и поэтому принят в качестве прототипа. Известный способ-прототип обладает недостатками, заключающимися в низком кпд, низком быстродействии, невозможности использования способа для симметрирования группы нагрузок при его осуществлении. Задача, решаемая изобретением, – повышение эффективности симметрирования многофазной системы путем повышения быстродействия, упрощения реализации и расширения области применения при осуществлении способа симметрирования. Это достигается тем, что с помощью дополнительного n-фазного источника мощности, несимметричную n-фазную нагрузку симметрируют относительно любой, заранее выбранной фазы, определяя ее в качестве опорной. При этом симметрирования каждой из (n-1) фаз добиваются путем генерации в каждую из них токов, у которых предварительно формируют модуль и фазовый угол таким образом, чтобы в каждой из фаз геометрическая сумма упомянутых токов и токов, являющихся токами n-фазной несимметричной нагрузки, была бы равна по модулю току опорной фазы, а угол, образованный током последней и током упомянутой геометрической суммы токов, а также между токами геометрических сумм соседних симметрируемых фаз был бы равен Суть способа определяется следующим. Как известно, любая n-фазная система является симметричной, если комплексные нагрузки ее фаз равны, т.е. если равны по модулю токи ее отдельных фаз, а фазовый угол между ними равен На схеме введены следующие обозначения: 1 – опорная фаза, 2 – несимметричная нагрузка, 3 – датчик формы тока опорной фазы, 4, 5 – датчики формы тока симметрируемых фаз, 6 – первый фазосдвигающий блок, 7 – второй фазосдвигающий блок, 8 – блок формирования разностных сигналов, 9 – дополнительный источник мощности. Пример осуществления способа рассмотрен относительно трехфазной системы. В данном случае, произвольно, в качестве опорной фазы выбрана фаза «А». С выхода датчика формы тока опорной фазы 3 сигнал, пропорциональный форме сигнала тока опорной фазы, поступает в первый фазосдвигающий блок 6. В общем случае данный блок состоит из (n-1) фазосдвигающих цепочек, в каждой из которых сигнал, пропорциональный сигналу тока опорной фазы, сдвигается соответственно на угол Таким образом, в результате последовательности действий, произведенных в соответствии с заявленным способом, осуществляется симметрирование в основной n-фазной сети посредством дополнительного источника мощности. При этом повышения эффективности симметрирования многофазной системы, при использовании заявленного способа, добиваются путем повышения быстродействия, упрощения реализации и расширения области применения при осуществлении способа симметрирования. Источники информации 1. А.С. СССР 2. А.С. СССР
Формула изобретения
Способ симметрирования основной n-фазной сети, нагруженной несимметричной n-фазной нагрузкой, при котором симметрируют токи нагрузки отдельных фаз, отличающийся тем, что в основной n-фазной сети предварительно определяют в качестве опорной любую из ее фаз, выделяют в ней сигнал, пропорциональный току ее нагрузки, и с помощью дополнительного (n-1)-фазного источника мощности генерируют в каждую из оставшихся (n-1) фаз токи, предварительно формируя их таким образом, чтобы в каждой из симметрируемых (n-1) фаз основной n-фазной сети геометрическая сумма токов – генерируемого в симметрируемую фазу и тока ее нагрузки – была бы равна по модулю току, равному току опорной фазы, а угол, образованный током последней и суммарным током симметрируемой фазы, следующей за опорной при прямом чередовании фаз, а также между суммарными токами соседних (n-1) симметрируемых фаз, был бы равен
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
эл. градусов. 1 ил.
эл. градусам.
, где n – количество фаз системы. Таким образом, исходя из этого, симметрирования в n – фазной системе можно добиться, симметрируя токи ее отдельных фаз относительно тока какой-либо из ее фаз. Поскольку токи нагрузки являются параметрами, задаваемыми самой нагрузкой, то их симметрирования можно добиться добавлением к ним токов от дополнительного источника тока или напряжения таким образом, чтобы геометрическая сумма генерируемых от дополнительного источника в каждую из симметрируемых фаз токов и токов нагрузки соответствующих симметрируемых фаз была бы равна току опорной фазы, а угол, образованный током последней и суммарным током симметрируемой фазы, следующей за опорной, при прямом чередовании фаз, а также между суммарными токами соседних (n-1) симметрируемых фаз, был бы равен 
, где m – порядковый номер фазы при прямой последовательности чередования фаз, n – количество фаз в системе. Для данного случая при количестве фаз, равном трем, таких фазосдвигающих цепочек две: в одной из цепочек упомянутый сигнал сдвигается соответственно на 120, другой – на 240 эл. градусов, в зависимости от номера фазы, для симметрирования которой он будет использован. С выхода блока 6 сигналы, пропорциональные току опорной фазы и сдвинутые на 120 и 240 эл. градусов соответственно, поступают на первую группу входов блока формирования разностных сигналов 8, на вторую группу входов которого поступают сигналы, пропорциональные форме токов нагрузок симметрируемых фаз, сформированные в датчиках формы тока симметрируемых фаз 4 и 5 и проинвертированные на 180 эл. градусов во втором фазосдвигающем блоке 7. В блоке формирования разностных сигналов 8 сигналы, поступающие к первой и второй группам входов последнего, попарно сравниваются: опорный сигнал тока, сдвинутый на 120 эл. градусов, сравнивается с проинвертированным на 180 эл. градусов сигналом, пропорциональным форме тока нагрузки фазы «В», а опорный сигнал тока, сдвинутый на 240 эл. градусов, сравнивается с проинвертированным на 180 эл. градусов сигналом, пропорциональным, форме тока нагрузки фазы «С». Таким образом, на выходе блока 8 формируются сигналы, пропорциональные векторной разности сигнала опорной фазы и сигналов нагрузки симметрируемых фаз. Данные две пары векторных разностей токов и являются сформированными сигналами симметрируемых фаз, геометрическая сумма которых и токов нагрузки каждой из соответствующих фаз и дает токи, пропорциональные току опорной фазы, а фазовый угол, образованный упомянутой геометрической суммой токов и током опорной фазы, составляет 120 эл. градусов. Таким образом, мы получаем полностью симметричную систему сформированных сигналов токов, пропорциональных токам симметрируемой трехфазной системы относительно тока фазы «А». С выхода блока 8 сформированные сигналы управления поступают на цепи управления дополнительного источника мощности 9, посредством которого подаются в симметрируемые фазы. В качестве дополнительного источника мощности может быть использована, например, система с двойным преобразованием энергии, включающая ШИМ – выпрямитель, ШИМ – инвертор и содержащая промежуточное звено постоянного тока.
244495, Бюл. 